由著名物理学家哈罗德·G·“桑尼”·怀特创立并领导的Casimir Inc.公司近日正式宣布结束“隐身模式”;怀特曾执掌NASA的EagleWorks实验室,并主持过涉及曲速驱动概念的DARPA先进推进研究项目。该公司宣布计划在2028年前将MicroSparc技术投入商业化应用。据研发团队介绍,这种微芯片能直接从量子真空中提取能量,从而实现无需电池或额外充电的运行模式。
该技术的工作原理(据公司介绍)
其底层逻辑是广为人知的“卡西米尔效应”:在量子世界里,“真空”并非真正的一无所有,而是充斥着电磁场波动和虚粒子。如果将两块导电板放置在仅几十纳米的距离内,它们之间就会产生负压,导致极板相互吸引。
通常情况下,这种装置是“一次性”的:一旦极板吸合,就无法再提取能量。怀特及其团队则更进一步。他们在基底上制造了静态卡西米尔空腔,使极板保持固定且无法移动。在每个空腔的中心,都布置了与壁面电绝缘的微型“支柱”或天线(micropillars)。
外部量子真空会不断“轰击”腔壁内的电子。得益于量子隧穿效应,电子偶尔会穿过空腔,到达中心的微型支柱。由于空腔内部环境相对“平静”,电子很难再返回原处。这便形成了定向的电子流,本质上产生了一种持续的微弱直流电。该公司将其形象地比作“量子棘轮”(quantum ratchet)。
当前成果与目标
Casimir Inc.目前已在麻省理工学院的MIT.nano实验室和德克萨斯农工大学的AggieFab纳米加工中心制造了数百个原型。测试工作在配有精密静电计的屏蔽室内进行。怀特表示,这些器件目前表现出的电压在毫伏至伏特之间,电流虽仅为皮安级别,但已明显高于环境噪声。
其商业化芯片的目标规格为5×5毫米,预计输出约为1.5伏、25微安(功率约37至40微瓦)。这一功率足以驱动超低功耗传感器、可穿戴电子设备及物联网(IoT)终端。从长远来看,公司还讨论了将其规模化扩展至智能手机、基础设施甚至航天系统等高耗能应用领域的可能性。
重要提醒
这项技术在科学界也引发了合理的质疑。许多物理学家指出,试图从真空中提取“免费”能量往往被认为违反了能量守恒或动量守恒定律。怀特本人则强调,其背后的基础物理学(卡西米尔效应和隧穿效应)早已得到实验验证,而其创新点在于静态空腔的工程实现和纳米制造技术。尽管该公司在同行评审期刊上发表了相关论文,但其研究结果目前尚未获得广泛的独立验证。
为何这至关重要
如果该技术确实能够实现规模化应用,它将彻底改变低功耗电子领域的格局,尤其是在太空、深海系统或远程传感器等极端环境下。对于日常生活而言,在初期阶段,它更多地将作为现有能源的补充,而非完全替代。
目前,这仍是一项极具前景但在工业层面尚未得到证实的开发项目。2028年将揭晓MicroSparc能否走出实验室,转化为真正的产品。Casimir Inc.无疑值得持续关注——即使实现完全的“无中生有”取能比预想中更难,其在纳米光子学和量子材料领域取得的技术突破本身也极具价值。




